Експериментальні дослідження ефективності очищення внутрішньої порожнини трубопроводів поршнями із гіперпружних матеріалів

С. М. Стецюк

doi:10.31471/1993-9868-2022-2(38)-62-75

Автор(и)

С. М. Стецюк ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9868-2022-2(38)-62-75

Ключові слова:

шлейф свердловини; очисний поршень; пінополіуретан; силікон; рідинні забруднення; швидкість руху.

Анотація

Розглянуто проблемні питання, які виникають під час очищення систем збору газу газових родовищ очисними поршнями. Наведено вимоги, яким повинен відповідати матеріал поршнів призначених для очищення внутрішньої порожнини шлейфів свердловин від рідинних забруднень. Обґрунтовано доцільність поршні для очищення складних трубопровідних систем виготовляти із гіперпружних матеріалів. Виготовлено циліндричні очисні поршні з гіперпружних матеріалів із різними фізико-механічними характеристиками (пінополіуретан різної щільності, пінополіуретан покритий уретаном, саморуйнівна пружно-полімерна композиція, силіконовий герметик, силіконовий компаунд).Розроблено і змонтовано лабораторні експериментальні установки із скляних труб і відводів для оцінювання ефективності очищення поршнями із гіперпружних матеріалів горизонтальних і понижених ділянок трубопроводів, дослідження динаміки руху поршнів. Запропоновано технічне рішення з зміни аверсного напряму руху поршня на реверсний після проходження поршнем усього експериментального трубопроводу. Експериментально досліджено динаміку руху поршнів із гіперпружних матеріалів трубопроводами, визначено чинники які впливають на ефективність очищення. Встановлено при якій швидкості руху поршнів ефективність очищення горизонтальних прямолінійних ділянок трубопроводу є максимальною. Описано сили, які діють на поршень під час початку його руху трубопроводом, руху із сталою швидкістю, тимчасової зупинки в місці застрягання. Розглянуто основні чинники, які чинять вплив на силу тертя між поршнем і внутрішньою стінкою трубопроводу. Встановлено можливі місця і причини тимчасової зупинки поршнів із гіперпружних матеріалів у трубопроводах та негативні наслідки до яких це може призвести. Експериментально виявлено, що через усі досліджувані поршні із гіперпружних матеріалів відбувається перетікання повітря, яке подається у запоршневий простір. Таке перетікання сприяло підвищенню якості очищення трубопроводу. Надано рекомендації щодо сфери застосування поршнів із різних гіперпружних матеріалів.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Volovetskyi V., Uhrynovskyi A., Doroshen-ko Ya., Shchyrba O., Stakhmych Yu. Developing a set of measures to provide maximum hydraulic efficiency of gas gathering pipelines. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2020. Vol. 101. Issue 1. P. 27-41. http://doi.org/10.5604/01.3001.0014.4088.

Doroshenko Ya., Rybitskyi I. Investigation of the influence of the gas pipeline tee geometry on hydraulic energy loss of gas pipeline systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technolo-gies. 2020. Vol. 1. No 8 (103). P. 28-34. http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.192828.

Volovetskyy V. B., Shchyrba O. M., Vytyaz O. Yu., Doroshenko Ya. V. Zbilshennya obsyahiv vidboru hazu v umovakh periodychnoyi ekspluatatsiyi z hazokondensatnykh sverdlovyn. Naukovyy visnyk. 2013. No 2 (35). P. 111-121. [in Ukrainian]

Volovetskyy V. B., Shchyrba O. M., Vytyaz O. Yu., Doroshenko Ya. V. Analiz prychyn znyzhennya hidravlichnoyi efektyvnosti mizhpromyslovykh hazoprovodiv ta vybir sposobiv yiyi pidvyshchennya. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2013. No 3 (48). P. 147-156. [in Ukrainian]

Doroshenko Ya. V., Karpash O. M., Hozhayev B. N. Doslidzhennya skladu truboprovidnykh hazoridynnykh potokiv ta vplyvu nayavnykh u nykh shkidlyvykh domishok na rezhymy perekachuvannya, enerhovytraty na transportuvannya. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2019. No 4 (73). P. 35-45. http://doi.org/10.31471/1993-9973-2019-4(73)-35-45 [in Ukrainian]

Jian-feng Y., Wen-wen W., Feng A. Pigging technology of long-distance pipeline. Pipeline Technique and Equipment. 2013. No 3. Р. 48-49.

He H., Liang Z. Simulation of pigging with a brake unit in hilly gas pipeline. Journal of applied fluid mechanics. 2019. Vol. 12 No. 5. P. 1497-1509. http://doi.org/10.29252/jafm.12.05.29869.

Tiratsoo J.N. Pipeline Pigging Technology. 2nd ed. Houston, TX, USA: Gulf Publishing Company, 1992. ‎480 p.

O’Donoghue A. Modelling pig train dynamics in natural gas pipelines. UK: Pigging Products & Services Association, 2012. 13 р.

Wang W., Huang Q., Liu Y., Sepehrnoor K. Experimental study on mechanisms of wax removal during pipeline pigging. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, September 2015, SPE-174827-MS. http://doi.org/10.2118/174827-MS.

Zhang H., Sanchez C., Liu S., Zhang S., Liang H. Wear of a polyurethane rubber used in dry gas pipeline as inspection gauges. J. Nat. Gas Sci. Eng. 2017. Vol. 41. P. 40-48. http://doi.org/10.1016/j.jngse.2017.02.035.

Elgström E. Practical implementation of hyperelastic material methods in FEA models. Master of Science thesis in Mechanical Engineering. Karlskrona. Sweden, 2014. 49 p.